H29年 理論 問10(RL直列回路の過渡現象)




H29年 理論 問10(RL直列回路の過渡現象)

図のように、電圧 \(E\) [V] の直流電源に、開いた状態のスイッチ \(S\) 、\(R_1\) [Ω] の抵抗、\(R_2\) [Ω] の抵抗及び電流が\(0\) A のコイル(インダクタンス \(L\) [H] )を接続した回路がある。
次の文章は、この回路に関する記述である。

1.スイッチ \(S\) を閉じた瞬間(時刻 \(t=0\) )に \(R_1\) の抵抗に流れる電流は、(ア)[A] となる。
2.スイッチ \(S\) を閉じて回路が定常状態とみなせるとき、\(R_1\) [Ω] の抵抗に流れる電流は(イ)[A] となる。
上記の記述中の空白箇所(ア)及び(イ)に当てはまる式の組み合わせとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。


解 答

問10
RL直列回路の過渡現象に関する問題です。

1.●スイッチ \(S\) を閉じた瞬間(\(t=0\))
スイッチを閉じた瞬間は、インダクタンス \(L\) に逆起電力 \(e_L\) が発生します。
逆起電力 \(e_L\) は、電源電圧と大きさが等しく逆向きになります。

したがって、コイルは仮想開放状態になるため、コイルに電流は流れません。

回路に流れる電流 \(I_0\) は
\(I_0=\cfrac{E}{R_1+R_2}\) [A]\(\cdots\)(ア)

2.●スイッチ \(S\) を閉じて回路が定常状態になったとき(\(t=∞\))
\(t=∞\) の定常状態では、インダクタンス \(L\) に発生する逆起電力は \(e_L≒0\) になります。

したがって、コイルは仮想短絡状態になりますので、抵抗 \(R_2\) を取りはずして考えることができます。

回路に流れる電流 \(I_∞\) は
\(I_∞=\cfrac{E}{R_1}\) [A]\(\cdots\)(イ)

正解は(1)になります。

抵抗とコイルの直列回路の過渡現象

2018.04.24
以上で「H29年 理論 問10(RL直列回路の過渡現象)」の説明を終わります。